Phát hiện này có thể dẫn đến một phương pháp bền vững hơn, một chiến lược xanh để khai thác nguồn tài nguyên đất hiếm, cần thiết cho năng lượng sạch, mà chúng ta ngày càng phụ thuộc.

Có tất cả 17 nguyên tố đất hiếm (REE), các vật liệu kim loại này hiện được ứng dụng sâu trong nhiều công nghệ, từ turbine gió, máy tính, đến cáp băng thông rộng, thiết bị y tế. Thực ra, chúng không phải là hiếm, nhưng việc khai thác chúng từ lớp vỏ Trái đất lại rất khó khăn và tốn kém.

Các nguyên tố đất hiếm là kim loại quan trọng cho các ứng dụng công nghệ cao. Tuy nhiên, khai thác chúng đang phải đối mặt với các thách thức về môi trường và địa chính trị, nhà khoa học Liuqing He thuộc Viện hàn lâm khoa học Trung Quốc và các đồng nghiệp viết trong bài báo công bố của họ.

Đó chính là lúc ý tưởng khai khoáng từ thực vật xuất hiện, dựa vào các loài cây được xem là cây siêu tích tụ - có khả năng sinh trưởng trong đất giàu kim loại và liên kết với kim loại - để khai thác tài nguyên REE mà đến nay vẫn chưa được khám phá.

Cây dương xỉ Blechnum orientale vốn được biết đến là loài cây siêu tích tụ, nhưng các nhà khoa học phát hiện ra một điều thậm chí còn đặc biệt hơn: cây này thực sự đang phát triển các tinh thể REE trong mô của nó.

Thông qua hình ảnh vi mô và phân tích hóa học, các nhà nghiên cứu phát hiện hợp chất monazite giàu REE tích tụ như “khu vườn hóa học” bên trong các mô của cây, tự tổ chức từ các nguyên tố như neodymium, lanthanum, cerium. Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu chứng kiến ​​một loài cây làm được điều này.

Các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu khám phá tiềm năng khai khoáng bằng thực vật, nhưng nghiên cứu này cho thấy triển vọng thậm chí còn lớn hơn những gì chúng ta nghĩ ban đầu. Ít nhất một loài cây đang hình thành khoáng chất REE trong điều kiện bình thường, không cần nhiệt độ và áp suất cao thường thấy dưới lòng đất.

Khám phá này hé lộ một hướng đi mới thay thế cho quá trình khoáng hóa monazite trong điều kiện cực kỳ ôn hòa và làm nổi bật vai trò độc đáo của thực vật trong việc khởi tạo các quá trình như vậy, các nhà nghiên cứu cho biết.

Các nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp xác định, liệu điều này chỉ có ở Blechnum orientale hay chúng ta cũng có thể thấy nó ở các loài thực vật khác. Có một số dấu hiệu cho thấy điều này xảy ra ở loài dương xỉ khác, là Dicranopteris linearis, nhưng vẫn chưa có bằng chứng trực tiếp.

Các nhà khoa học hy vọng sẽ phát triển phương pháp chiết xuất monazite và phân tách nó thành các REE thành phần mà không làm mất nhiều tài nguyên trong quá trình này. Chắc chắn vẫn còn nhiều thách thức, nhưng điều này có thể thay đổi việc thu thập REE, mà nhiều công nghệ năng lượng xanh hiện dựa vào nó.

Khám phá này chứng minh tính khả thi của khai thác tài nguyên từ thực vật và giới thiệu một phương pháp tiếp cận sáng tạo dựa trên thực vật để phát triển nguồn tài nguyên đất hiếm bền vững. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Environmental Science & Technology.